高中化学知识点大全?1化学式
无机部分:
纯碱、苏打、天然碱 、口碱:Na2CO3
小苏打:NaHCO3
大苏打:Na2S2O3
石膏(生石膏):CaSO4.2H2O
熟石膏:2CaSO4·.H2O
莹石:CaF2
重晶石:BaSO4(无毒)
碳铵:NH4HCO3
石灰石、大理石:CaCO3
生石灰:CaO
熟石灰、消石灰:Ca(OH)2
食盐:NaCl
芒硝:Na2SO4·7H2O(缓泻剂)
烧碱、火碱、苛性钠:NaOH
绿矾:FaSO4·7H2O
干冰:CO2
明矾:KAl (SO4)2·12H2O
漂白粉:Ca (ClO)2、CaCl2(混和物)
泻盐:MgSO4·7H2O
胆矾、蓝矾:CuSO4·5H2O
双氧水:H2O2
皓矾:ZnSO4·7H2O
硅石、石英:SiO2
刚玉:Al2O3
水玻璃、泡花碱、矿物胶:Na2SiO3
铁红、铁矿:Fe2O3
磁铁矿:Fe3O4
黄铁矿、硫铁矿:FeS2
铜绿、孔雀石:Cu2(OH)2CO3
菱铁矿:FeCO3
赤铜矿:Cu2O
波尔多液:Ca (OH)2和CuSO4
石硫合剂:Ca (OH)2和S
玻璃的主要成分:Na2SiO3、CaSiO3、SiO2
过磷酸钙(主要成分):Ca (H2PO4)2和CaSO4
重过磷酸钙(主要成分):Ca (H2PO4)2
天然气、沼气、坑气(主要成分):CH4
水煤气:CO和H2
硫酸亚铁铵(淡蓝绿色):Fe (NH4)2(SO4)2 溶于水后呈淡绿色
光化学烟雾:NO2在光照下产生的一种有毒气体
王水:浓HNO3与浓HCl按体积比1:3混合而成 。
铝热剂:Al + Fe2O3或其它氧化物 。
尿素:CO(NH2) 2
有机部分:
氯仿:CHCl3
电石:CaC2
电石气:C2H2(乙炔)
TNT:三硝基甲苯
酒精、乙醇:C2H5OH
氟氯烃:是良好的制冷剂,有毒 , 但破坏O3层 。
醋酸:冰醋酸、食醋 CH3COOH
裂解气成分(石油裂化):烯烃、烷烃、炔烃、H2S、CO2、CO等 。
甘油、丙三醇 :C3H8O3
焦炉气成分(煤干馏):H2、CH4、乙烯、CO等 。
石炭酸:苯酚
蚁醛:甲醛HCHO
福尔马林:35%—40%的甲醛水溶液
蚁酸:甲酸 HCOOH
葡萄糖:C6H12O6
果糖:C6H12O6
蔗糖:C12H22O11
麦芽糖:C12H22O11
淀粉:(C6H10O5)n
硬脂酸:C17H35COOH
油酸:C17H33COOH
软脂酸:C15H31COOH
草酸:乙二酸 HOOC—COOH 使蓝墨水褪色,强酸性 , 受热分解成CO2和水,使KMnO4酸性溶液褪色 。
2化学现象
1、铝片与盐酸反应是放热的,Ba(OH)2与NH4Cl反应是吸热的
2、Na与H2O(放有酚酞)反应,熔化、浮于水面、转动、有气体放出(熔、浮、游、嘶、红)
3、焰色反应:Na 黄色、K紫色(透过蓝色的钴玻璃)、Cu 绿色、Ca砖红、Na+(黄色)、K+(紫色)
4、Cu丝在Cl2中燃烧产生棕色的烟
5、H2在Cl2中燃烧是苍白色的火焰
6、Na在Cl2中燃烧产生大量的白烟
7、P在Cl2中燃烧产生大量的白色烟雾
8、SO2通入品红溶液先褪色,加热后恢复原色
9、NH3与HCl相遇产生大量的白烟
10、铝箔在氧气中激烈燃烧产生刺眼的白光
11、镁条在空气中燃烧产生刺眼白光 , 在CO2中燃烧生成白色粉末(MgO),产生黑烟
12、铁丝在Cl2中燃烧,产生棕色的烟
13、HF腐蚀玻璃:4HF + SiO2 =SiF4 + 2H2O
14、Fe(OH)2在空气中被氧化:由白色变为灰绿最后变为红褐色
15、在常温下:Fe、Al 在浓H2SO4和浓HNO3中钝化
16、向盛有苯酚溶液的试管中滴入FeCl3溶液,溶液呈紫色;苯酚遇空气呈粉红色
17、蛋白质遇浓HNO3变黄,被灼烧时有烧焦羽毛气味
18、在空气中燃烧:
S——微弱的淡蓝色火焰
H2——淡蓝色火焰
H2S——淡蓝色火焰
CO——蓝色火焰
CH4——明亮并呈蓝色的火焰
S在O2中燃烧——明亮的蓝紫色火焰 。
19.特征反应现象:
20.浅黄色固体:S或Na2O2或AgBr
21.使品红溶液褪色的气体:SO2(加热后又恢复红色)、Cl2(加热后不恢复红色)
22.有色溶液:
Fe2+(浅绿色)
Fe3+(黄色)
Cu2+(蓝色)
MnO4-(紫色)
有色固体:
红色(Cu、Cu2O、Fe2O3)
红褐色[Fe(OH)3]
黑色(CuO、FeO、FeS、CuS、Ag2S、PbS)
蓝色[Cu(OH)2]
黄色(AgI、Ag3PO4)
白色[Fe(0H)2、CaCO3、BaSO4、AgCl、BaSO3]
有色气体:
Cl2(黄绿色)
NO2(红棕色)
3元素的一些特殊性质
1. 周期表中特殊位置的元素
①族序数等于周期数的元素:H、Be、Al、Ge 。
②族序数等于周期数2倍的元素:C、S 。
③族序数等于周期数3倍的元素:O 。
④周期数是族序数2倍的元素:Li、Ca 。
⑤周期数是族序数3倍的元素:Na、Ba 。
⑥最高正价与最低负价代数和为零的短周期元素:C 。
⑦最高正价是最低负价绝对值3倍的短周期元素:S 。
⑧除H外 , 原子半径最小的元素:F 。
⑨短周期中离子半径最大的元素:P 。
2.常见元素及其化合物的特性
①形成化合物种类最多的元素、单质是自然界中硬度最大的物质的元素或气态氢化物中氢的质量分数最大的元素:C 。
②空气中含量最多的元素或气态氢化物的水溶液呈碱性的元素:N 。
③地壳中含量最多的元素、气态氢化物沸点最高的元素或氢化物在通常情况下呈液态的元素:O 。
④最轻的单质的元素:H ;最轻的金属单质的元素:Li。
⑤单质在常温下呈液态的非金属元素:Br ;金属元素:Hg。
⑥最高价氧化物及其对应水化物既能与强酸反应,又能与强碱反应的元素:Be、Al、Zn 。
⑦元素的气态氢化物和它的最高价氧化物对应水化物能起化合反应的元素:N;能起氧化还原反应的元素:S 。
⑧元素的气态氢化物能和它的氧化物在常温下反应生成该元素单质的元素:S 。
⑨元素的单质在常温下能与水反应放出气体的短周期元素:Li、Na、F 。
⑩常见的能形成同素异形体的元素:C、P、O、S 。
高中化学STSE知识点总结化学与Science、Technology、Society、Environment
一、环境问题:空气污染指数的项目主要为:可吸入颗粒物、二氧化硫、二氧化氮
(1)酸雨的形成与防治
①主要污染物:硫氧化物、氮氧化物,主要来自石油和煤的燃烧 。
②反应原理SO2 + H2O ⇌ H2SO3 ;2H2SO3 +O2 = 2H2SO4
或:2SO2+O2 ⇌ 2SO3;SO3+H2O = H2SO4
2NO + O2 = 2NO2;3NO2 + H2O = 2HNO3+ NO
③防治措施:根本途径减少酸性物质向大气的排放 。
a、使用清洁燃料,替代煤和石油 。
b、石油和煤在燃烧之前脱硫 。如:目前市场上出售的“国三”汽油,是经过脱硫后的低硫汽油;煤中添加生石灰或石灰石作为脱硫剂,可以减少煤燃烧时产生的SO2,CaCO3+O2+SO2 = CaSO4+CO2等 。
(2)光化学烟雾的形成及防治
①主要污染物:氮氧化物和碳氢化合物(汽车尾气) 。
②防治措施:控制城市汽车数量、开发新能源、汽车安装净化器 。
(3)臭氧层的破坏与危害
在距地面10—50公里的大气平流层中,形成了臭氧层,它能吸收太阳光中的紫外线 , 是地球上的生物免受危害 , 氮氧化物、氟氯代烷(如氟利昂)能作为催化剂使臭氧分解,从而破坏臭氧层 。如O3+NO→O2+NO2; O+NO2→O2+NO
(4)家庭装修与污染物质
①大芯板和其他人造板都含有甲醛,造成了不易清除的室内甲醛污染 。
②涂刷油漆时加入了大量的稀释剂 , 造成了室内严重的苯污染 。
③石材瓷砖类,特别是一些花岗岩等天然石材 , 放射性物质含量比较高 。
(5)白色污染废弃的塑料、橡胶造成的污染
(6)水体污染及其防治
①水体污染由来:a、农业化肥使用、工业三废、生活污水、石油泄露 等 。
②N、P等营养元素含量引起危害:水中过多N、P等营养元素引起的污染叫水体富营养化,可能引起 “水华”或“赤潮” 。含磷洗衣粉的使用是造成水体富营养化的重要原因之一 。
③防治:根本措施是控制工业废水和生活污水的排放,对排放的污水无害处理 。
注:污水处理中的主要化学方法及其原理
(1)微生物法:利用微生物的作用,降低污水中有机物和氮磷的含量 。这是目前污水的主要处理方法 。
(2)混凝法 原理利用胶体的凝聚作用,除去污水中细小的悬浮颗粒;(明矾净水)
(3)中和法 原理利用中和反应调节废水的pH;(熟石灰)
(4)沉淀法 原理利用化学反应使污水中的某些重金属离子生成沉淀而除去(变为氢氧化物或硫化物沉淀)
(5)氧化还原法 原理利用氧化还原反应将废水中的有害物质转化为无毒物质、难溶物质或易除去的物质 。
二、生活中的化学
(1)明矾净水:明矾电离出的AI3+ 水解生成氢氧化铝胶体,吸附水中悬浮物形成沉淀 。
(2)常用饮用水消毒剂:Cl2、ClO2、漂白粉、NaClO(84消毒液)
(3)漂白剂:漂白粉、漂白液(主要成分NaClO)、SO2、H2O2 、Na2O2 、O3
(4)加碘食盐:一般添加KIO3(性质较稳定,味感比KI好)
(5)胶体知识与生活中的现象
①胶体聚沉与制豆腐和江河三角洲的形成
②丁达尔现象与树林中的晨曦、雨后彩虹、舞台上的光柱 。
③胶体渗析与血液的“透析”
(6)焰色反应与节日的焰火(燃烧的金属元素)和城市中的霓虹灯(导电的稀有气体)
三、能源问题
(1)化石燃料:煤、石油、天然气 。
(2)新型能源:太阳能、核能、潮汐能、沼气、乙醇汽油等
(3)一级能源;指自然界以现成形式提供的能源,如煤、石油、天然气等为一级能源.
(4)二级能源:需要依靠其它能源的能量间接制取的能源,如氢气、电力、水煤气等 为二级能源.
四、材料问题
(1)棉、麻属于纤维素,是多糖,只含有C、H、O三种元素;
(2)丝、毛属于蛋白质,蛋白质在酶的作用下可以水解;
(3)人造纤维是将天然的纤维素(竹子、木材、甘蔗渣等)经过加工后得到的产品,例如:醋酸纤维、粘胶纤维、人造丝、人造棉;
(4)合成纤维是以石油为原料经过合成得到的高分子化合物(六大纶) 。例如氨纶(增加衣物的弹性)
(5)塑料和橡胶都是高分子化合物;
(6)晶体硅是重要的半导体材料,用于太阳能电池和电脑芯片,光导纤维是二氧化硅;
(7)合金材料:合金是由两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质 。合金的硬度大、熔点低 。例如硬铝(含镁、铝 , 应用于飞机制造业)、碳素钢(含铁和碳)、不锈钢(在碳素钢中加入镍、铬)等等;
(8)玻璃、陶瓷、水泥都属于无机硅酸盐材料,其中玻璃的原料是:石灰石、纯碱和石英;水泥的原料是:黏土和石灰石;陶瓷的原料是黏土 。普通玻璃放到电炉里加热,使它软化,然后急速冷却,得到钢化玻璃 , 因此普通玻璃和钢化玻璃的成分相同 。
五.热点问题
(1)哥本哈根、温室效应、低碳生活
工业革命以来,由于人类活动而释放到大气中温室气体(如二氧化碳和甲烷)迅速的不断积累增加,引发全球气候变暖 。目前二氧化碳浓度的增加,是造成地球温室效应的主要原因 。哥本哈根气候大会后,防止气候变暖实践低碳生活成为人们的共识 。
(2)雾霾
雾霾天气是一种空气质量严重恶化的产物,是空气中的灰尘、硫酸、硝酸、有机碳氢化合物等颗粒大量积聚,特别是PM2.5、PM10、SO2、NO2等主要污染物含量剧增,在大气空间内造成能见度模糊的一种天气现象 。其中PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物,也称为可入肺颗粒物 。PM2.5粒径小,这种颗粒本身既是一种污染物,又是重金属、多环芳烃等有毒物质的载体,且在大气中的停留时间长、输送距离远,因而对人体健康和大气环境质量的影响更大 。城市有毒颗粒物来源:首先是汽车尾气 。使用柴油的大型车是排放PM10的“重犯”,包括大公交、各单位的班车,以及大型运输 卡车等 。
高中化学必修2知识点归纳第一章 物质结构 元素周期律
1. 原子结构:如: 的质子数与质量数 , 中子数,电子数之间的关系
2. 元素周期表和周期律
(1)元素周期表的结构
A. 周期序数=电子层数
B. 原子序数=质子数
C. 主族序数=最外层电子数=元素的最高正价数
D. 主族非金属元素的负化合价数=8-主族序数
E. 周期表结构
(2)元素周期律(重点)
A. 元素的金属性和非金属性强弱的比较(难点)
a. 单质与水或酸反应置换氢的难易或与氢化合的难易及气态氢化物的稳定性
b. 最高价氧化物的水化物的碱性或酸性强弱
c. 单质的还原性或氧化性的强弱
(注意:单质与相应离子的性质的变化规律相反)
B. 元素性质随周期和族的变化规律
a. 同一周期,从左到右,元素的金属性逐渐变弱
b. 同一周期,从左到右,元素的非金属性逐渐增强
c. 同一主族,从上到下,元素的金属性逐渐增强
d. 同一主族,从上到下,元素的非金属性逐渐减弱
C. 第三周期元素的变化规律和碱金属族和卤族元素的变化规律(包括物理、化学性质)
D. 微粒半径大小的比较规律:
a. 原子与原子b. 原子与其离子c. 电子层结构相同的离子
(3)元素周期律的应用(重难点)
A. “位,构,性”三者之间的关系
a. 原子结构决定元素在元素周期表中的位置
b. 原子结构决定元素的化学性质
c. 以位置推测原子结构和元素性质
B. 预测新元素及其性质
3. 化学键(重点)
(1)离子键:
A. 相关概念:
B. 离子化合物:大多数盐、强碱、典型金属氧化物
C. 离子化合物形成过程的电子式的表示(难点)(AB , A2B,AB2,NaOH,Na2O2,NH4Cl,O22-,NH4+)
(2)共价键:
A. 相关概念:
B. 共价化合物:只有非金属的化合物(除了铵盐)
C. 共价化合物形成过程的电子式的表示(难点)(NH3,CH4 , CO2,HClO,H2O2)
D极性键与非极性键
(3)化学键的概念和化学反应的本质:
第二章化学反应与能量
1. 化学能与热能
(1)化学反应中能量变化的主要原因:化学键的断裂和形成
(2)化学反应吸收能量或放出能量的决定因素:反应物和生成物的总能量的相对大小
a. 吸热反应: 反应物的总能量小于生成物的总能量
b. 放热反应: 反应物的总能量大于生成物的总能量
(3)化学反应的一大特征:化学反应的过程中总是伴随着能量变化,通常表现为热量变化
(4)常见的放热反应:
A. 所有燃烧反应; B. 中和反应;C. 大多数化合反应; D. 活泼金属跟水或酸反应;
E. 物质的缓慢氧化
(5)常见的吸热反应:
A. 大多数分解反应;
氯化铵与八水合氢氧化钡的反应 。
(6)中和热:(重点)
A. 概念:稀的强酸与强碱发生中和反应生成1mol H2O(液态)时所释放的热量 。
2. 化学能与电能
(1)原电池(重点)
A. 概念:
B. 工作原理:
a. 负极:失电子(化合价升高),发生氧化反应
b. 正极:得电子(化合价降低),发生还原反应
C. 原电池的构成条件 :
关键是能自发进行的氧化还原反应能形成原电池
a. 有两种活泼性不同的金属或金属与非金属导体作电极
b. 电极均插入同一电解质溶液
c. 两电极相连(直接或间接)形成闭合回路
D. 原电池正、负极的判断:
a. 负极:电子流出的电极(较活泼的金属) , 金属化合价升高
b. 正极:电子流入的电极(较不活泼的金属、石墨等):元素化合价降低
E. 金属活泼性的判断:
a. 金属活动性顺序表
b. 原电池的负极(电子流出的电极,质量减少的电极)的金属更活泼 ;
c. 原电池的正极(电子流入的电极,质量不变或增加的电极,冒气泡的电极)为较不活泼金属
F. 原电池的电极反应:(难点)
a. 负极反应:X-ne=Xn-
b. 正极反应:溶液中的阳离子得电子的还原反应
(2)原电池的设计:(难点)
根据电池反应设计原电池:(三部分+导线)
A. 负极为失电子的金属(即化合价升高的物质)
B. 正极为比负极不活泼的金属或石墨
C. 电解质溶液含有反应中得电子的阳离子(即化合价降低的物质)
(3)金属的电化学腐蚀
A. 不纯的金属(或合金)在电解质溶液中的腐蚀,关键形成了原电池,加速了金属腐蚀
B. 金属腐蚀的防护:
a. 改变金属内部组成结构 , 可以增强金属耐腐蚀的能力 。如:不锈钢 。
b. 在金属表面覆盖一层保护层,以断绝金属与外界物质接触,达到耐腐蚀的效果 。(油脂、油漆、搪瓷、塑料、电镀金属、氧化成致密的氧化膜)
c. 电化学保护法:
牺牲活泼金属保护法,外加电流保护法
(4)发展中的化学电源
A. 干电池(锌锰电池)
a. 负极:Zn -2e - = Zn 2+
b. 参与正极反应的是MnO2和NH4+
B. 充电电池
a. 铅蓄电池:
铅蓄电池充电和放电的总化学方程式
放电时电极反应:
负极:Pb + SO42--2e-=PbSO4
正极:PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e-= PbSO4 + 2H2O
b. 氢氧燃料电池:它是一种高效、不污染环境的发电装置 。它的电极材料一般为活性电极,具有很强的催化活性,如铂电极,活性炭电极等 。
总反应:2H2 + O2=2H2O
电极反应为(电解质溶液为KOH溶液)
负极:2H2 + 4OH- - 4e- → 4H2O
正极:O2 + 2H2O + 4e- → 4OH-
3. 化学反应速率与限度
(1)化学反应速率
A. 化学反应速率的概念:
B. 计算(重点)
a. 简单计算
b. 已知物质的量n的变化或者质量m的变化,转化成物质的量浓度c的变化后再求反应速率v
c. 化学反应速率之比 = 化学计量数之比,据此计算:
已知反应方程和某物质表示的反应速率 , 求另一物质表示的反应速率;
已知反应中各物质表示的反应速率之比或△C之比 , 求反应方程 。
d. 比较不同条件下同一反应的反应速率
关键:找同一参照物,比较同一物质表示的速率(即把其他的物质表示的反应速率转化成同一物质表示的反应速率)
(2)影响化学反应速率的因素(重点)
A. 决定化学反应速率的主要因素:反应物自身的性质(内因)
B. 外因:
a. 浓度越大,反应速率越快
b. 升高温度(任何反应,无论吸热还是放热),加快反应速率c. 催化剂一般加快反应速率
d. 有气体参加的反应 , 增大压强 , 反应速率加快
e. 固体表面积越大,反应速率越快f. 光、反应物的状态、溶剂等
(3)化学反应的限度
A. 可逆反应的概念和特点
B. 绝大多数化学反应都有可逆性,只是不同的化学反应的限度不同;相同的化学反应,不同的条件下其限度也可能不同
a. 化学反应限度的概念:
一定条件下, 当一个可逆反应进行到正反应和逆反应的速率相等,反应物和生成物的浓度不再改变,达到表面上静止的一种“平衡状态”,这种状态称为化学平衡状态 , 简称化学平衡,这就是可逆反应所能达到的限度 。
b. 化学平衡的曲线:
c. 可逆反应达到平衡状态的标志:
反应混合物中各组分浓度保持不变
↓
正反应速率=逆反应速率
↓
消耗A的速率=生成A的速率
d. 怎样判断一个反应是否达到平衡:
(1)正反应速率与逆反应速率相等; (2)反应物与生成物浓度不再改变;
(3)混合体系中各组分的质量分数不再发生变化;
(4)条件变,反应所能达到的限度发生变化 。
化学平衡的特点:逆、等、动、定、变、同 。
第三章复习纲要(要求自己填写空白处)
(一)甲烷
一、甲烷的元素组成与分子结构
CH4正四面体
二、甲烷的物理性质
三、甲烷的化学性质
1、甲烷的氧化反应
实验现象:
反应的化学方程式:
2、甲烷的取代反应
甲烷与氯气在光照下发生取代反应,甲烷分子里的四个氢原子逐步被氯原子取代反应能生成一系列甲烷的氯取代物和氯化氢 。
有机化合物分子中的某些原子(或原子团)被另一种原子(或原子团)所替代的反应 , 叫做取代反应 。
3、甲烷受热分解:
(二)烷烃
烷烃的概念:叫做饱和链烃,或称烷烃 。
1、 烷烃的通式:____________________
2、 烷烃物理性质:
(1) 状态:一般情况下,1—4个碳原子烷烃为___________,
5—16个碳原子为__________,16个碳原子以上为_____________ 。
(2) 溶解性:烷烃________溶于水,_________溶(填“易”、“难”)于有机溶剂 。
(3) 熔沸点:随着碳原子数的递增,熔沸点逐渐_____________ 。
(4) 密度:随着碳原子数的递增,密度逐渐___________ 。
3、 烷烃的化学性质
(1)一般比较稳定 , 在通常情况下跟酸、碱和高锰酸钾等都______反应 。
(2)取代反应:在光照条件下能跟卤素发生取代反应 。__________________________
(3)氧化反应:在点燃条件下,烷烃能燃烧______________________________
(三)同系物
同系物的概念:_______________________________________________
掌握概念的三个关键:(1)通式相同;(2)结构相似;(3)组成上相差n个(n≥1)
CH2原子团 。
(四)同分异构现象和同分异构物体
1、 同分异构现象:化合物具有相同的________,但具有不同_________的现象 。
2、 同分异构体:化合物具有相同的_________,不同________的物质互称为同分异构体 。
3、 同分异构体的特点:________相同,________不同,性质也不相同 。
〔知识拓展〕
烷烃的系统命名法:
选主链——碳原子最多的碳链为主链;
编号位——定支链,要求取代基所在的碳原子的编号代数和为最?。?br />写名称——支链名称在前 , 母体名称在后;先写简单取代基,后写复杂取代基;相
同的取代基合并起来,用二、三等数字表示 。
(五)烯烃
一、乙烯的组成和分子结构
1、组成:分子式:含碳量比甲烷高 。
2、分子结构:含有碳碳双键 。双键的键长比单键的键长要短些 。
二、乙烯的氧化反应
1、燃烧反应(请书写燃烧的化学方程式)
化学方程式
2、与酸性高锰酸钾溶液的作用——被氧化,高锰酸钾被还原而退色 , 这是由于乙烯分子中含有碳碳双键的缘故 。(乙烯被氧化生成二氧化碳)
三、乙烯的加成反应
1、与溴的加成反应(乙烯气体可使溴的四氯化碳溶液退色)
CH2═CH2+Br-Br→CH2Br-CH2Br1,2-二溴乙烷(无色)
2、与水的加成反应
CH2═CH2+H-OH→CH3—CH2OH乙醇(酒精)
书写乙烯与氢气、氯气、溴化氢的加成反应 。
乙烯与氢气反应
乙烯与氯气反应
乙烯与溴化氢反应
[知识拓展]
四、乙烯的加聚反应:nCH2═CH2→[CH2-CH2] n
(六)苯、芳香烃
一、苯的组成与结构
1、分子式 C6H6
2、结构特点
二、苯的物理性质:
三、苯的主要化学性质
1、苯的氧化反应
苯的可燃性,苯完全燃烧生成二氧化碳和水,在空气中燃烧冒浓烟 。
2C6H6+15O212CO2+6H2O
[思考]你能解释苯在空气中燃烧冒黑烟的原因吗?
注意:苯不能被酸性高锰酸钾溶液氧化 。
2、苯的取代反应
在一定条件下苯能够发生取代反应
书写苯与液溴、硝酸发生取代反应的化学方程式 。
苯 与液溴反应 与硝酸反应
反应条件
化学反应方程式
注意事项
[知识拓展]苯的磺化反应
化学方程式:
3、在特殊条件下,苯能与氢气、氯气发生加成反应
反应的化学方程式:、
(七)烃的衍生物
一、乙醇的物理性质:
二、乙醇的分子结构
结构式:
结构简式:
三、乙醇的化学性质
1、乙醇能与金属钠(活泼的金属)反应:
2、乙醇的氧化反应
(1) 乙醇燃烧
化学反应方程式:
(2) 乙醇的催化氧化
化学反应方程式:
(3)乙醇还可以与酸性高锰酸钾溶液或酸性重铬酸钾溶液反应 , 被直接氧化成乙酸 。
〔知识拓展〕
1、 乙醇的脱水反应
(1)分子内脱水,生成乙烯
化学反应方程式:
(2)分子间脱水 , 生成乙醚
化学反应方程式:
四、乙酸
乙酸的物理性质:
写出乙酸的结构式、结构简式 。
酯化反应:酸跟醇作用而生成酯和水的反应,叫做酯化反应 。
反应现象:
反应化学方程式:
1、在酯化反应中,乙酸最终变成乙酸乙酯 。这时乙酸的分子结构发生什么变化?
2、酯化反应在常温下反应极慢 , 一般15年才能达到平衡 。怎样能使反应加快呢?
3、酯化反应的实验时加热、加入浓硫酸 。浓硫酸在这里起什么作用?
4为什么用来吸收反应生成物的试管里要装饱和碳酸钠溶液?不用饱和碳酸钠溶液而改用水来吸收酯化反应的生成物,会有什么不同的结果?
5为什么出气导管口不能插入碳酸钠液面下?
五、基本营养物质
1、糖类、油脂、蛋白质主要含有元素,分子的组成比较复杂 。
2、葡萄糖和果糖,蔗糖和麦芽糖分别互称为,由于结构决定性质 , 因此它们具有性质 。
1、有一个糖尿病患者去医院检验病情,如果你是一名医生 , 你将用什么化学原理去确定其病情的轻重?
2、已知方志敏同志在监狱中写给鲁迅的信是用米汤写的,鲁迅的是如何看到信的内容的?
3、如是否有过这样的经历,在使用浓硝酸时不慎溅到皮肤上,皮肤会有什么变化?为什么?
第四章化学与可持续发展
化学研究和应用的目标:用已有的化学知识开发利用自然界的物质资源和能量资源,同时创造新物质(主要是高分子)使人类的生活更方便、舒适 。在开发利用资源的同时要注意保护环境、维护生态平衡,走可持续发展的道路;建立“绿色化学”理念:创建源头治理环境污染的生产工艺 。(又称“环境无害化学”)
目的:满足当代人的需要又不损害后代发展的需求!
一、金属矿物的开发利用
1、常见金属的冶炼:
①加热分解法:
②加热还原法:
③电解法:
2、金属活动顺序与金属冶炼的关系:
金属活动性序表中,位置越靠后,越容易被还原,用一般的还原方法就能使金属还原;金属的位置越靠前,越难被还原 , 最活泼金属只能用最强的还原手段来还原 。(离子)
二、海水资源的开发利用
1、海水的组成:含八十多种元素 。
其中,H、O、Cl、Na、K、Mg、Ca、S、C、F、B、Br、Sr等总量占99%以上 , 其余为微量元素;特点是总储量大而浓度?。?以无机物或有机物的形式溶解或悬浮在海水中 。
总矿物储量约5亿亿吨,有“液体矿山”之称 。堆积在陆地上可使地面平均上升153米 。
如:金元素的总储量约为5×107吨,而浓度仅为4×10-6g/吨 。
另有金属结核约3万亿吨,海底石油1350亿吨,天然气140万亿米3 。
2、海水资源的利用:
(1)海水淡化: ①蒸馏法;②电渗析法;③离子交换法; ④反渗透法等 。
(2)海水制盐:利用浓缩、沉淀、过滤、结晶、重结晶等分离方法制备得到各种盐 。
三、环境保护与绿色化学
1.环境:
2.环境污染:
环境污染的分类:
• 按环境要素:分大气污染、水体污染、土壤污染
• 按人类活动分:工业环境污染、城市环境污染、农业环境污染
• 按造成污染的性质、来源分:化学污染、生物污染、物理污染(噪声、放射性、热、电磁波等)、固体废物污染、能源污染
3.绿色化学理念(预防优于治理)
核心:利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境造成的污染 。又称为“环境无害化学”、“环境友好化学”、“清洁化学” 。
从学科观点看:是化学基础内容的更新 。(改变反应历程)
从环境观点看:强调从源头上消除污染 。(从一开始就避免污染物的产生)
从经济观点看:它提倡合理利用资源和能源,降低生产成本 。(尽可能提高原子利用率)
热点:原子经济性——反应物原子全部转化为最终的期望产物,原子利用率为100%
参考资料:搜搜问问
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从实验学化学 开始
一、化学实验安全
1、(1)做有毒气体的实验时,应在通风厨中进行,并注意对尾气进行适当处理(吸收或点燃等) 。进行易燃易爆气体的实验时应注意验纯,尾气应燃烧掉或作适当处理 。
(2)烫伤宜找医生处理 。
(3)浓酸撒在实验台上,先用Na2CO3 (或NaHCO3)中和,后用水冲擦干净 。浓酸沾在皮肤上,宜先用干抹布拭去,再用水冲净 。浓酸溅在眼中应先用稀NaHCO3溶液淋洗 , 然后请医生处理 。
(4)浓碱撒在实验台上,先用稀醋酸中和,然后用水冲擦干净 。浓碱沾在皮肤上,宜先用大量水冲洗,再涂上硼酸溶液 。浓碱溅在眼中 , 用水洗净后再用硼酸溶液淋洗 。
(5)钠、磷等失火宜用沙土扑盖 。
(6)酒精及其他易燃有机物小面积失火,应迅速用湿抹布扑盖 。
二.混合物的分离和提纯
分离和提纯的方法 分离的物质 应注意的事项 应用举例
过滤 用于固液混合的分离 一贴、二低、三靠 如粗盐的提纯
蒸馏 提纯或分离沸点不同的液体混合物 防止液体暴沸,温度计水银球的位置,如石油的蒸馏中冷凝管中水的流向 如石油的蒸馏
萃取 利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同 , 用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂所组成的溶液中提取出来的方法 选择的萃取剂应符合下列要求:和原溶液中的溶剂互不相溶;对溶质的溶解度要远大于原溶剂 用四氯化碳萃取溴水里的溴、碘
分液 分离互不相溶的液体 打开上端活塞或使活塞上的凹槽与漏斗上的水孔,使漏斗内外空气相通 。打开活塞 , 使下层液体慢慢流出,及时关闭活塞,上层液体由上端倒出 如用四氯化碳萃取溴水里的溴、碘后再分液
蒸发和结晶 用来分离和提纯几种可溶性固体的混合物 加热蒸发皿使溶液蒸发时,要用玻璃棒不断搅动溶液;当蒸发皿中出现较多的固体时,即停止加热 分离NaCl和KNO3混合物
三、离子检验
离子 所加试剂 现象 离子方程式
Cl- AgNO3、稀HNO3 产生白色沉淀 Cl-+Ag+=AgCl↓
SO42- 稀HCl、BaCl2 白色沉淀 SO42-+Ba2+=BaSO4↓
四.除杂
注意事项:为了使杂质除尽,加入的试剂不能是“适量”,而应是“过量”;但过量的试剂必须在后续操作中便于除去 。
五、物质的量的单位――摩尔
1.物质的量(n)是表示含有一定数目粒子的集体的物理量 。
2.摩尔(mol): 把含有6.02 ×1023个粒子的任何粒子集体计量为1摩尔 。
3.阿伏加德罗常数:把6.02 X1023mol-1叫作阿伏加德罗常数 。
4.物质的量 = 物质所含微粒数目/阿伏加德罗常数 n =N/NA
5.摩尔质量(M)(1) 定义:单位物质的量的物质所具有的质量叫摩尔质量.(2)单位:g/mol 或 g..mol-1(3) 数值:等于该粒子的相对原子质量或相对分子质量.
6.物质的量=物质的质量/摩尔质量 ( n = m/M )
六、气体摩尔体积
1.气体摩尔体积(Vm)(1)定义:单位物质的量的气体所占的体积叫做气体摩尔体积.(2)单位:L/mol
2.物质的量=气体的体积/气体摩尔体积n=V/Vm
3.标准状况下, Vm = 22.4 L/mol
七、物质的量在化学实验中的应用
1.物质的量浓度.
(1)定义:以单位体积溶液里所含溶质B的物质的量来表示溶液组成的物理量,叫做溶质B的物质的浓度 。(2)单位:mol/L(3)物质的量浓度 = 溶质的物质的量/溶液的体积 CB = nB/V
2.一定物质的量浓度的配制
(1)基本原理:根据欲配制溶液的体积和溶质的物质的量浓度,用有关物质的量浓度计算的方法,求出所需溶质的质量或体积,在容器内将溶质用溶剂稀释为规定的体积,就得欲配制得溶液.
(2)主要操作
a.检验是否漏水.b.配制溶液 1计算.2称量.3溶解.4转移.5洗涤.6定容.7摇匀8贮存溶液.
注意事项:A 选用与欲配制溶液体积相同的容量瓶. B 使用前必须检查是否漏水. C 不能在容量瓶内直接溶解. D 溶解完的溶液等冷却至室温时再转移. E 定容时,当液面离刻度线1―2cm时改用滴管,以平视法观察加水至液面最低处与刻度相切为止.
3.溶液稀释:C(浓溶液)?V(浓溶液) =C(稀溶液)?V(稀溶液)
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一、物质的分类
把一种(或多种)物质分散在另一种(或多种)物质中所得到的体系,叫分散系 。被分散的物质称作分散质(可以是气体、液体、固体),起容纳分散质作用的物质称作分散剂(可以是气体、液体、固体) 。溶液、胶体、浊液三种分散系的比较
分散质粒子大小/nm 外观特征 能否通过滤纸 有否丁达尔效应 实例
溶液 小于1 均匀、透明、稳定 能 没有 NaCl、蔗糖溶液
胶体 在1—100之间 均匀、有的透明、较稳定 能 有 Fe(OH)3胶体
浊液 大于100 不均匀、不透明、不稳定 不能 没有 泥水
二、物质的化学变化
1、物质之间可以发生各种各样的化学变化,依据一定的标准可以对化学变化进行分类 。
(1)根据反应物和生成物的类别以及反应前后物质种类的多少可以分为:
A、化合反应(A+B=AB)B、分解反应(AB=A+B)
C、置换反应(A+BC=AC+B)
D、复分解反应(AB+CD=AD+CB)
(2)根据反应中是否有离子参加可将反应分为:
A、离子反应:有离子参加的一类反应 。主要包括复分解反应和有离子参加的氧化还原反应 。
B、分子反应(非离子反应)
(3)根据反应中是否有电子转移可将反应分为:
A、氧化还原反应:反应中有电子转移(得失或偏移)的反应
实质:有电子转移(得失或偏移)
特征:反应前后元素的化合价有变化
B、非氧化还原反应
2、离子反应
(1)、电解质:在水溶液中或熔化状态下能导电的化合物,叫电解质 。酸、碱、盐都是电解质 。在水溶液中或熔化状态下都不能导电的化合物,叫非电解质 。
注意:①电解质、非电解质都是化合物,不同之处是在水溶液中或融化状态下能否导电 。②电解质的导电是有条件的:电解质必须在水溶液中或熔化状态下才能导电 。③能导电的物质并不全部是电解质:如铜、铝、石墨等 。④非金属氧化物(SO2、SO3、CO2)、大部分的有机物为非电解质 。
(2)、离子方程式:用实际参加反应的离子符号来表示反应的式子 。它不仅表示一个具体的化学反应,而且表示同一类型的离子反应 。
复分解反应这类离子反应发生的条件是:生成沉淀、气体或水 。书写方法:
写:写出反应的化学方程式
拆:把易溶于水、易电离的物质拆写成离子形式
删:将不参加反应的离子从方程式两端删去
查:查方程式两端原子个数和电荷数是否相等
(3)、离子共存问题
所谓离子在同一溶液中能大量共存,就是指离子之间不发生任何反应;若离子之间能发生反应,则不能大量共存 。
A、结合生成难溶物质的离子不能大量共存:如Ba2+和SO42-、Ag+和Cl-、Ca2+和CO32-、Mg2+和OH-等
B、结合生成气体或易挥发性物质的离子不能大量共存:如H+和C O 32-,HCO3-,SO32-,OH-和NH4+等
C、结合生成难电离物质(水)的离子不能大量共存:如H+和OH-、CH3COO-,OH-和HCO3-等 。
D、发生氧化还原反应、水解反应的离子不能大量共存(待学)
注意:题干中的条件:如无色溶液应排除有色离子:Fe2+、Fe3+、Cu2+、MnO4-等离子 , 酸性(或碱性)则应考虑所给离子组外 , 还有大量的H+(或OH-) 。(4)离子方程式正误判断(六看)
一、看反应是否符合事实:主要看反应能否进行或反应产物是否正确
二、看能否写出离子方程式:纯固体之间的反应不能写离子方程式
三、看化学用语是否正确:化学式、离子符号、沉淀、气体符号、等号等的书写是否符合事实
四、看离子配比是否正确
五、看原子个数、电荷数是否守恒
六、看与量有关的反应表达式是否正确(过量、适量)
3、氧化还原反应中概念及其相互关系如下:
失去电子——化合价升高——被氧化(发生氧化反应)——是还原剂(有还原性)
得到电子——化合价降低——被还原(发生还原反应)——是氧化剂(有氧化性)
金属及其化合物
一、 金属活动性Na>Mg>Al>Fe 。
二、金属一般比较活泼,容易与O2反应而生成氧化物,可以与酸溶液反应而生成H2,特别活泼的如Na等可以与H2O发生反应置换出H2,特殊金属如Al可以与碱溶液反应而得到H2 。
三、
A12O3为两性氧化物,Al(OH)3为两性氢氧化物,都既可以与强酸反应生成盐和水,也可以与强碱反应生成盐和水 。
四、
五、Na2CO3和NaHCO3比较
碳酸钠 碳酸氢钠
俗名 纯碱或苏打 小苏打
色态 白色晶体 细小白色晶体
水溶性 易溶于水,溶液呈碱性使酚酞变红 易溶于水(但比Na2CO3溶解度?。┤芤撼始钚裕ǚ犹淝澈欤?
热稳定性 较稳定,受热难分解 受热易分解
2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O
与酸反应 CO32—+H+ H CO3—
H CO3—+H+ CO2↑+H2O
H CO3—+H+ CO2↑+H2O
相同条件下放出CO2的速度NaHCO3比Na2CO3快
与碱反应 Na2CO3+Ca(OH)2 CaCO3↓+2NaOH
反应实质:CO32—与金属阳离子的复分解反应 NaHCO3+NaOH Na2CO3+H2O
反应实质:H CO3—+OH- H2O+CO32—
与H2O和CO2的反应 Na2CO3+CO2+H2O 2NaHCO3
CO32—+H2O+CO2 H CO3—
不反应
与盐反应 CaCl2+Na2CO3 CaCO3↓+2NaCl
Ca2++CO32— CaCO3↓
不反应
主要用途 玻璃、造纸、制皂、洗涤 发酵、医药、灭火器
转化关系
六、.合金:两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合在一起而形成的具有金属特性的物质 。
合金的特点;硬度一般比成分金属大而熔点比成分金属低 , 用途比纯金属要广泛 。
非金属及其化合物
一、硅元素:无机非金属材料中的主角,在地壳中含量26.3%,次于氧 。是一种亲氧元
素,以熔点很高的氧化物及硅酸盐形式存在于岩石、沙子和土壤中 , 占地壳质量90%以上 。位于第3周期 , 第ⅣA族碳的下方 。
Si 对比 C
最外层有4个电子,主要形成四价的化合物 。
二、二氧化硅(SiO2)
天然存在的二氧化硅称为硅石,包括结晶形和无定形 。石英是常见的结晶形二氧化硅,其中无色透明的就是水晶,具有彩色环带状或层状的是玛瑙 。二氧化硅晶体为立体网状结构,基本单元是[SiO4] , 因此有良好的物理和化学性质被广泛应用 。(玛瑙饰物 , 石英坩埚 , 光导纤维)
物理:熔点高、硬度大、不溶于水、洁净的SiO2无色透光性好
化学:化学稳定性好、除HF外一般不与其他酸反应 , 可以与强碱(NaOH)反应,是酸性氧化物,在一定的条件下能与碱性氧化物反应
SiO2+4HF == SiF4 ↑+2H2O
SiO2+CaO ===(高温) CaSiO3
SiO2+2NaOH == Na2SiO3+H2O
不能用玻璃瓶装HF , 装碱性溶液的试剂瓶应用木塞或胶塞 。
三、硅酸(H2SiO3)
酸性很弱(弱于碳酸)溶解度很?。捎赟iO2不溶于水,硅酸应用可溶性硅酸盐和其他酸性比硅酸强的酸反应制得 。
Na2SiO3+2HCl == H2SiO3↓+2NaCl
硅胶多孔疏松,可作干燥剂,催化剂的载体 。
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四、硅酸盐
硅酸盐是由硅、氧、金属元素组成的化合物的总称,分布广,结构复杂化学性质稳定 。一般不溶于水 。(Na2SiO3 、K2SiO3除外)最典型的代表是硅酸钠Na2SiO3 :可溶,其水溶液称作水玻璃和泡花碱,可作肥皂填料、木材防火剂和黏胶剂 。常用硅酸盐产品:玻璃、陶瓷、水泥
四、硅单质
与碳相似,有晶体和无定形两种 。晶体硅结构类似于金刚石,有金属光泽的灰黑色固体,熔点高(1410℃),硬度大,较脆,常温下化学性质不活泼 。是良好的半导体,应用:半导体晶体管及芯片、光电池、
五、氯元素:位于第三周期第ⅦA族 , 原子结构: 容易得到一个电子形成
氯离子Cl-,为典型的非金属元素,在自然界中以化合态存在 。
六、氯气
物理性质:黄绿色气体,有刺激性气味、可溶于水、加压和降温条件下可变为液态(液氯)和固态 。
制法:MnO2+4HCl (浓) MnCl2+2H2O+Cl2
闻法:用手在瓶口轻轻扇动,使少量氯气进入鼻孔 。
化学性质:很活泼,有毒,有氧化性,能与大多数金属化合生成金属氯化物(盐) 。也能与非金属反应:
2Na+Cl2 ===(点燃) 2NaCl 2Fe+3Cl2===(点燃) 2FeCl3 Cu+Cl2===(点燃) CuCl2
Cl2+H2 ===(点燃) 2HCl 现象:发出苍白色火焰,生成大量白雾 。
燃烧不一定有氧气参加,物质并不是只有在氧气中才可以燃烧 。燃烧的本质是剧烈的氧化还原反应,所有发光放热的剧烈化学反应都称为燃烧 。
Cl2的用途:
①自来水杀菌消毒Cl2+H2O == HCl+HClO 2HClO ===(光照) 2HCl+O2 ↑
1体积的水溶解2体积的氯气形成的溶液为氯水,为浅黄绿色 。其中次氯酸HClO有强氧化性和漂泊性,起主要的消毒漂白作用 。次氯酸有弱酸性,不稳定,光照或加热分解,因此久置氯水会失效 。
②制漂白液、漂白粉和漂粉精
制漂白液 Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O,其有效成分NaClO比HClO稳定多,可长期存放制漂白粉(有效氯35%)和漂粉精(充分反应有效氯70%) 2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
③与有机物反应,是重要的化学工业物质 。
④用于提纯Si、Ge、Ti等半导体和钛
⑤有机化工:合成塑料、橡胶、人造纤维、农药、染料和药品
七、氯离子的检验
使用硝酸银溶液,并用稀硝酸排除干扰离子(CO32-、SO32-)
HCl+AgNO3 == AgCl ↓+HNO3
NaCl+AgNO3 == AgCl ↓+NaNO3
Na2CO3+2AgNO3 ==Ag2CO?3 ↓+2NaNO3
Ag2CO?3+2HNO3 == 2AgNO3+CO2 ↑+H2O
Cl-+Ag+ == AgCl ↓
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八、二氧化硫
制法(形成):硫黄或含硫的燃料燃烧得到(硫俗称硫磺,是黄色粉末)
S+O2 ===(点燃) SO2
物理性质:无色、刺激性气味、容易液化,易溶于水(1:40体积比)
化学性质:有毒,溶于水与水反应生成亚硫酸H2SO3,形成的溶液酸性 , 有漂白作用,遇热会变回原来颜色 。这是因为H2SO3不稳定,会分解回水和SO2
SO2+H2O H2SO3 因此这个化合和分解的过程可以同时进行 , 为可逆反应 。
可逆反应——在同一条件下,既可以往正反应方向发生,又可以向逆反应方向发生的化学反应称作可逆反应,用可逆箭头符号 连接 。
九、一氧化氮和二氧化氮
一氧化氮在自然界形成条件为高温或放电:N2+O2 ========(高温或放电) 2NO,生成的一氧化氮很不稳定 , 在常温下遇氧气即化合生成二氧化氮: 2NO+O2 == 2NO2
一氧化氮的介绍:无色气体,是空气中的污染物 , 少量NO可以治疗心血管疾病 。
二氧化氮的介绍:红棕色气体、刺激性气味、有毒、易液化、易溶于水,并与水反应:
3 NO2+H2O == 2HNO3+NO 这是工业制硝酸的方法 。
十、大气污染
SO2 、NO2溶于雨水形成酸雨 。防治措施:
① 从燃料燃烧入手 。
② 从立法管理入手 。
③从能源利用和开发入手 。
④从废气回收利用,化害为利入手 。
(2SO2+O2 2SO3 SO3+H2O= H2SO4)
十一、硫酸
物理性质:无色粘稠油状液体,不挥发,沸点高,密度比水大 。
化学性质:具有酸的通性,浓硫酸具有脱水性、吸水性和强氧化性 。是强氧化剂 。
C12H22O11 ======(浓H2SO4) 12C+11H2O放热
2 H2SO4 (浓)+C CO2 ↑+2H2O+SO2 ↑
还能氧化排在氢后面的金属,但不放出氢气 。
2 H2SO4 (浓)+Cu CuSO4+2H2O+SO2 ↑
稀硫酸:与活泼金属反应放出H2,使酸碱指示剂紫色石蕊变红,与某些盐反应,与碱性氧化物反应,与碱中和
十二、硝酸
物理性质:无色液体,易挥发,沸点较低,密度比水大 。
化学性质:具有一般酸的通性,浓硝酸和稀硝酸都是强氧化剂 。还能氧化排在氢后面的金属,但不放出氢气 。
4HNO3(浓)+Cu == Cu(NO3)2+2NO2 ↑+4H2O
8HNO3(稀)+3Cu 3Cu(NO3)2+2NO ↑+4H2O
反应条件不同 , 硝酸被还原得到的产物不同,可以有以下产物:N(+4)O2,HN(+3)O2,N(+2)O,N(+1)2O,N(0)2, N(-3)H3△硫酸和硝酸:浓硫酸和浓硝酸都能钝化某些金属(如铁和铝)使表面生成一层致密的氧化保护膜,隔绝内层金属与酸 , 阻止反应进一步发生 。因此,铁铝容器可以盛装冷的浓硫酸和浓硝酸 。硝酸和硫酸都是重要的化工原料和实验室必备的重要试剂 。可用于制化肥、农药、炸药、染料、盐类等 。硫酸还用于精炼石油、金属加工前的酸洗及制取各种挥发性酸 。
十三、氨气及铵盐
氨气的性质:无色气体,刺激性气味、密度小于空气、极易溶于水(且快)1:700体积比 。溶于水发生以下反应使水溶液呈碱性:NH3+H2O NH3?H2O NH4++OH- 可作红色喷泉实验 。生成的一水合氨NH3?H2O是一种弱碱,很不稳定,会分解,受热更不稳定:NH3.H2O ===(△) NH3 ↑+H2O
浓氨水易挥发除氨气,有刺激难闻的气味 。
氨气能跟酸反应生成铵盐:NH3+HCl == NH4Cl (晶体)
氨是重要的化工产品,氮肥工业、有机合成工业及制造硝酸、铵盐和纯碱都离不开它 。氨气容易液化为液氨,液氨气化时吸收大量的热,因此还可以用作制冷剂 。
铵盐的性质:易溶于水(很多化肥都是铵盐),受热易分解 , 放出氨气:
NH4Cl NH3 ↑+HCl ↑
NH4HCO3 NH3 ↑+H2O ↑+CO2 ↑
可以用于实验室制取氨气:(干燥铵盐与和碱固体混合加热)
NH4NO3+NaOH Na NO3+H2O+NH3 ↑
2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2H2O+2NH3 ↑
用向下排空气法收集,红色石蕊试纸检验是否收集满 。
高中化学知识点总结1.氢离子的氧化性属于酸的通性 , 即任何可溶性酸均有氧化性 。
2.不是所有的物质都有化学键结合 。如:稀有气体 。
3.不是所有的正四面体结构的物质键角为109 。28,如:白磷 。
5.电解质溶液导电,电解抛光,等都是化学变化 。
6.常见气体溶解度大?。篘H3.>HCL>SO2>H2S>CL2>CO2
7.相对分子质量相近且等电子数 , 分子的极性越强,熔点沸点越高 。如:CO>N2
8.有单质参加或生成的反应不一定为氧化还原反应 。如:氧气与臭氧的转化 。
9.氟元素既有氧化性也有还原性 。F-是F元素能失去电子具有还原性 。
10.HCL ,SO3,NH3的水溶液可以导电,但是非电解质 。
11.全部由非金属元素组成的物质可以使离子化合物 。如:NH4CL 。
12.ALCL3是共价化合物,熔化不能导电 。
13.常见的阴离子在水溶液中的失去电子顺序:
F-<PO43-<SO42-<NO3-<CO32-<OH-<CL-<Br-<I-<SO3-<S2-
14.金属从盐溶液中置换出单质 , 这个单质可以是金属,也可以是非金属 。
如:Fe+CuSO4=, Fe+KHSO4=
15.金属氧化物不一定为碱性氧化物 , 如锰的氧化物;
非金属氧化物不一定为酸性氧化物,如NO等
16.CL2 ,SO2,NA2O2都有漂白作用 , 但与石蕊反应现象不同:
SO2使溶液变红,CL2则先红后褪色 , Na2O2则先蓝后褪色 。
17.氮气分子的键能是所有双原子分子键能中最大的 。
18.发烟硝酸和发烟硫酸的“发烟”原理是不相同的 。
发烟硝酸发出的"烟"是HNO3与水蒸气形成的酸雾
发烟硫酸的"烟"是SO3
19.镁和强酸的铵盐溶液反应得到氨气和氢气 。
20.在金属铝的冶炼中,冰晶石起溶剂作用,要不断补充碳块和氯化铝 。
21.液氨,乙二醇,丙三醇可作制冷剂 。光纤的主要原料为SiO2 。
22.常温下,将铁 , 铝,铬等金属投入浓硝酸中,发生了化学反应 , 钝化 。
23.钻石不是最坚硬的物质,C3N4的硬度比钻石还大 。
24.在相同的条件下 , 同一弱电解质,溶液越?。?电离度越大,溶液中离子浓度未必增大 , 溶液的导电性未必增大 。
25.浓稀的硝酸都具有氧化性,但NO3-不一定有氧化性 。如:Fe(过量)+ Fe(NO3)3
26.纯白磷是无色透明晶体,遇光逐渐变为黄色 。白磷也叫黄磷 。
27.一般情况下,反应物浓度越大 , 反应速率越大;
但在常温下,铁遇浓硝酸会钝化,反应不如稀硝酸快 。
28.非金属氧化物不一定为酸酐 。如:NO2
29.能和碱反应生成盐的不一定为酸酐 。如:CO+NaOH (=HCOONa)(高温,高压)
30.少数的盐是弱电解质 。如:Pb(AC)2,HgCL2
31.弱酸可以制备强酸 。如:H2S+Cu(NO4)2
32.铅的稳定价态是+2价 , 其他碳族元素为+4价,铅的金属活动性比锡弱 。(反常)
33.无机物也具有同分异构现象 。如:一些配合物 。
34.Na3ALF6不是复盐 。
35.判断酸碱性强弱的经验公式:(好象符合有氧的情况)
m=A(主族)+x(化合价)-n(周期数)
m越大,酸性越强;m越小,碱性越强 。
m>7强酸,m=7中强酸,m=4~6弱酸
m=2~3两性,m=1弱酸,m=0中强碱,m<0强碱
36.条件相同时 , 物质的沸点不一定高于熔点 。如:乙炔 。
37.有机物不一定能燃烧 。如:聚四氟乙烯 。
38.有机物可以是难溶解于有机物,而易溶解于水 。如:苯磺酸 。
39. 量筒没有零刻度线
40. 硅烷(SiH4)中的H是-1价,CH4中的H显+1价. Si的电负性比H小.
41.有机物里叫"酸"的不一定是有机酸,如:石炭酸.
42.分子中有双键的有机物不一定能使酸性高锰酸钾溶液褪色.如:乙酸.
43.羧酸和碱不一定发生中和反应.如:
HCOOH+Cu(OH)2 == (加热)
44.离子晶体的熔点不一定低于原子晶体.如:MgO >SiO2
45.歧化反应
非金属单质和化合物发生歧化反应,生成非金属的负价的元素化合物
和最低稳定正化合价的化合物.
46.实验中胶头滴管要伸入液面下的有制取Fe(OH)2,
温度计要伸入液面下的有乙醇的催化氧化.还有一个是以乙醇制取乙烯.
不能伸到液面下的有石油的分馏.
47.C7H8O的同分异构体有5种,3种酚,1种醇 , 1种醚 。(记住这个结论对做选择题有帮助)
48.一般情况下,酸与酸,碱与碱之间不发生反应,
但也有例外如:氧化性酸和还原性酸(HNO4+H2S)等;
AgOH+NH4.OH等
49.一般情况下,金属活动性顺序表中H后面的元素不能和酸反应发出氢气;
但也有例外如:Cu+H2S==CuS(沉淀)+H2(气体)等~
50.相同条件下通常碳酸盐的溶解度小于相应的碳酸氢盐溶解度;
但也有例外如:Na2CO3>NaHCO3,
另外,Na2CO3+HCl为放热反应;NaHCO3+HCL为吸热反应
51. 弱酸能制强酸
在复分解反应的规律中,一般只能由强酸制弱酸 。但向 溶液中滴加氢硫酸可制盐酸: ,此反应为弱酸制强酸的反常规情况 。其原因为 难溶于强酸中 。同理用 与 反应可制 ,因为 常温下难与 反应 。
52. 还原性弱的物质可制还原性强的物质
氧化还原反应中氧化性还原性的强弱比较的基本规律如下:
氧化性强弱为:氧化剂>氧化产物
还原性强弱为:还原剂>还原产物
但工业制硅反应中: 还原性弱的碳能制还原性强的硅,原因是上述规则只适用于溶液中,而此反应为高温下的气相反应 。又如钾的还原性比钠强 , 但工业上可用 制K:,原因是K的沸点比Na低 , 有利于K的分离使反应向正方向进行 。
53. 氢后面的金属也能与酸发生置换反应
一般只有氢前面的金属才能置换出酸或水中的氢 。但Cu和Ag能发生如下反应:
原因是 和 溶解度极小,有利于化学反应向正方向移动 。
54. 锡铅活动性反常
根据元素周期律知识可知:同主族元素的金属性从上至下逐渐增强,即。但金属活动顺序表中。原因是比较的条件不同,前者指气态原子失电子时铅比锡容易 , 而后者则是指在溶液中单质锡比单质铅失电子容易 。
55. 溶液中活泼金属单质不能置换不活泼金属
一般情况下,在溶液中活泼金属单质能置换不活泼金属 。但Na、K等非常活泼的金属却不能把相对不活泼的金属从其盐溶液中置换出来 。如K和CuSO4溶液反应不能置换出Cu,原因为:
56. 原子活泼,其单质不活泼
一般情况为原子越活泼,其单质也越活泼 。但对于少数非金属原子及其单质活泼性则表现出不匹配的关系 。如非金属性 ,但 分子比 分子稳定,N的非金属性比P强 , 但N2比磷单质稳定得多,N2甚至可代替稀有气体作用 , 原因是单质分子中化学键结合程度影响分子的性质 。
57. Hg、Ag与O2、S反应反常
一般为氧化性或还原性越强,反应越强烈,条件越容易 。例如:O2、S分别与金属反应时 , 一般O2更容易些 。但它们与Hg、Ag反应时出现反常,且硫在常温下就能发生如下反应:
58. 卤素及其化合物有关特性
卤素单质与水反应通式为:,而F2与水的反应放出O2 , 难溶于水且有感光性,而AgF溶于水无感光性,易溶于水,而 难溶于水,F没有正价而不能形成含氧酸 。
59. 硅的反常性质
硅在常温下很稳定,但自然界中没有游离态的硅而只有化合态 , 原因是硅以化合态存在更稳定 。一般只有氢前面活泼金属才能置换酸或水中的氢 。而非金属硅却与强碱溶液反应产生H2 。原因是硅表现出一定的金属性,在碱作用下还原水电离的H+而生成H2 。
60. 铁、铝与浓硫酸、浓硝酸发生钝化
常温下,铁、铝分别与稀硫酸和稀硝酸反应 , 而浓硫酸或浓硝酸却能使铁铝钝化,原因是浓硫酸、浓硝酸具有强氧化性,使它们表面生成了一层致密的氧化膜 。
61. 酸性氧化物与酸反应
一般情况下,酸性氧化物不与酸反应,但下面反应却反常:
前者是发生氧化还原反应,后者是生成气体 ,有利于反应进行 。
62. 酸可与酸反应
一般情况下,酸不与酸反应,但氧化性酸与还原性酸能反应 。例如:硝酸、浓硫酸可与氢碘酸、氢溴酸及氢硫酸等反应 。
63. 碱可与碱反应
一般情况下,碱与碱不反应 , 但络合能力较强的一些难溶性碱却可能溶解在弱碱氨水中 。如 溶于氨水生成 溶于氨水生成。
64. 改变气体压强平衡不移动
对于反应体系中有气体参与的可逆反应,改变压强,平衡移动应符合勒夏特列原理 。例如对于气体系数不相等的反应 , 反应达到平衡后,在恒温恒容下,充入稀有气体时,压强增大 , 但平衡不移动,因为稀有气体不参与反应,的平衡浓度并没有改变 。
65. 强碱弱酸盐溶液显酸性
盐类水解后溶液的酸碱性判断方法为:谁弱谁水解 , 谁强显谁性,强碱弱酸盐水解后一般显碱性 。但 和 溶液却显酸性,原因是 和 的电离程度大于它们的水解程度 。
66. 原电池电极反常
原电池中 , 一般负极为相对活泼金属 。但Mg、Al电极与NaOH溶液组成的原电池中,负极应为Al而不是Mg,因为Mg与NaOH不反应 。
其负极电极反应为:
67. 有机物中不饱和键难加成
有机物中若含有不饱和键,如 时 , 可以发生加成反应,但酯类或羧酸中,一般很稳定而难加成 。
68. 稀有气体也可以发生化学反应
稀有气体结构稳定 , 性质极不活泼,但在特殊条件下也能发生化学反应,目前世界上已合成多种含稀有气体元素的化合物 。如 、 等 。
69. 物质的物理性质反常
(1)物质熔点反常
VA主族的元素中,从上至下,单质的熔点有升高的趋势,但铋的熔点比锑低;
IVA主族的元素中 , 锡铅的熔点反常;
过渡元素金属单质通常熔点较高,而Hg在常温下是液态,是所有金属中熔点最低的 。
(2)沸点反常
常见的沸点反常有如下两种情况:
①IVA主族元素中,硅、锗沸点反常;VA主族元素中 , 锑、铋沸点反常 。
②氢化物沸点反常,对于结构相似 , 相对分子质量越大,沸点越高,但在同系列氢化物中HF、H2O、NH3沸点反常,原因是它们易形成氢键 。
(3)密度反常
碱金属单质从上至下密度有增大的趋势,但钠钾反常;碳族元素单质中,金刚石和晶体硅密度反常 。
(4)导电性反常
一般非金属导电性差 , 但石墨是良导体 , C60可做超导材料 。
(5)物质溶解度有反常
相同温度下,一般正盐的溶解度小于其对应的酸式盐 。但 溶解度大于。如向饱和的 溶液中通入,其离子方程式应为:
若温度改变时,溶解度一般随温度的升高而增大,但 的溶解度随温度的升高而减小 。
70. 化学实验中反常规情况
使用指示剂时,应将指示剂配成溶液,但使用pH试纸则不能用水润湿,因为润湿过程会稀释溶液,影响溶液pH值的测定 。胶头滴管操作应将它垂直于试管口上方 1~2cm处,否则容易弄脏滴管而污染试剂 。但向 溶液中滴加 溶液时,应将滴管伸入液面以下,防止带入 而使生成的氧化成 。使用温度计时 , 温度计一般应插入液面以下,但蒸馏时,温度计不插入液面下而应在支管口附近 , 以便测量馏分温度 。
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第一章 从实验学化学
第一节 化学实验基本方法
一、熟悉化学实验基本操作
危险化学品标志,如酒精、汽油——易燃液体;
浓H2SO4、NaOH(酸碱)——腐蚀品
二、混合物的分离和提纯:
1、分离的方法:
①过滤:固体(不溶)和液体的分离 。
②蒸发:固体(可溶)和液体分离 。
③蒸馏:沸点不同的液体混合物的分离 。
④分液:互不相溶的液体混合物 。
⑤萃?。豪没旌衔镏幸恢秩苤试诨ゲ幌嗳艿娜芗晾锶芙庑缘牟煌靡恢秩芗涟讶苤蚀铀肓硪恢秩芗了槌傻娜芤褐刑崛〕隼?。
2、粗盐的提纯:
(1)粗盐的成分:主要是NaCl,还含有MgCl2、CaCl2、Na2SO4、泥沙等杂质
(2)步骤:
①将粗盐溶解后过滤;
②在过滤后得到粗盐溶液中加过量试剂BaCl2(除SO42-)、Na2CO3(除Ca2+、过量的Ba2+)、NaOH(除Mg2+)溶液后过滤;
③得到滤液加盐酸(除过量的CO32-、OH-)调pH=7得到NaCl溶液;
④蒸发、结晶得到精盐 。
加试剂顺序关键:
(1)Na2CO3在BaCl2之后;
(2)盐酸放最后 。
3、蒸馏装置注意事项:
①加热烧瓶要垫上石棉网;
②温度计的水银球应位于蒸馏烧瓶的支管口处;
③加碎瓷片的目的是防止暴沸;
④冷凝水由下口进,上口出 。
4、从碘水中提取碘的实验时,选用萃取剂应符合原则:
①被萃取的物质在萃取剂溶解度比在原溶剂中的大得多;
②萃取剂与原溶液溶剂互不相溶;
③萃取剂不能与被萃取的物质反应 。
三、离子的检验:
①SO42-:先加稀盐酸,再加BaCl2溶液有白色沉淀 , 原溶液中一定含有SO42- 。Ba2++SO42-=BaSO4↓
②Cl-(用AgNO3溶液、稀硝酸检验)加AgNO3溶液有白色沉淀生成,再加稀硝酸沉淀不溶解,原溶液中一定含有Cl-;或先加稀硝酸酸化,再加AgNO3溶液,如有白色沉淀生成,则原溶液中一定含有Cl- 。Ag++Cl-=AgCl↓ 。
③CO32-:(用BaCl2溶液、稀盐酸检验)先加BaCl2溶液生成白色沉淀,再加稀盐酸,沉淀溶解,并生成无色无味、能使澄清石灰水变浑浊的气体,则原溶液中一定含有CO32- 。
第二节 化学计量在实验中的应用
1、物质的量(n)是国际单位制中7个基本物理量之一 。
2、五个新的化学符号:
3、各个量之间的关系:
4、溶液稀释公式:(根据溶液稀释前后,溶液中溶质的物质的量不变)
C浓溶液V浓溶液=C稀溶液V稀溶液 (注意单位统一性,一定要将mL化为L来计算) 。
5、溶液中溶质浓度可以用两种方法表示:
①质量分数W
②物质的量浓度C
质量分数W与物质的量浓度C的关系:C=1000ρW/M(其中ρ单位为g/cm3)
已知某溶液溶质质量分数为W,溶液密度为ρ(g/cm3),溶液体积为V,溶质摩尔质量为M,求溶质的物质的量浓度C 。
【 推断:根据C=n(溶质)/V(溶液),而n(溶质)=m(溶质)/M(溶质)= ρ V(溶液) W/M,考虑密度ρ的单位g/cm3化为g/L,所以有C=1000ρW/M 】 。(公式记不清,可设体积1L计算) 。
6、一定物质的量浓度溶液的配制
(1)配制使用的仪器:托盘天平(固体溶质)、量筒(液体溶质)、容量瓶(强调:在具体实验时,应写规格 , 否则错?。⑸毡⒉AО簟⒔和返喂?。
(2)配制的步骤:
①计算溶质的量(若为固体溶质计算所需质量,若为溶液计算所需溶液的体积)
②称?。ɑ蛄咳 。?br />③溶解(静置冷却)
④转移
⑤洗涤
⑥定容
⑦摇匀 。
(如果仪器中有试剂瓶,就要加一个步骤:装瓶) 。
例如:配制400mL0.1mol/L的Na2CO3溶液:
(1)计算:需无水Na2CO3 5.3 g 。
(2)称量:用托盘天平称量无水Na2CO3 5.3 g 。
(3)溶解:所需仪器烧杯、玻璃棒 。
(4)转移:将烧杯中的溶液沿玻璃棒小心地引流到500mL容量瓶中 。
(5)定容:当往容量瓶里加蒸馏水时,距刻度线1-2cm处停止,为避免加水的体积过多,改用胶头滴管加蒸馏水到溶液的凹液面正好与刻度线相切,这个操作叫做定容 。
注意事项:
①不能配制任意体积的一定物质的量浓度的溶液,这是因为容量瓶的容积是固定的,没有任意体积规格的容量瓶 。
②溶液注入容量瓶前需恢复到室温,这是因为容量瓶受热易炸裂,同时溶液温度过高会使容量瓶膨胀影响溶液配制的精确度 。
③用胶头滴管定容后再振荡,出现液面低于刻度线时不要再加水,这是因为振荡时有少量溶液粘在瓶颈上还没完全回流,故液面暂时低于刻度线,若此时又加水会使所配制溶液的浓度偏低 。
④如果加水定容时超出了刻度线,不能将超出部分再吸走 , 须应重新配制 。
⑤如果摇匀时不小心洒出几滴,不能再加水至刻度 , 必须重新配制 , 这是因为所洒出的几滴溶液中含有溶质,会使所配制溶液的浓度偏低 。
⑥溶质溶解后转移至容量瓶时,必须用少量蒸馏水将烧杯及玻璃棒洗涤2—3次,并将洗涤液一并倒入容量瓶,这是因为烧杯及玻璃棒会粘有少量溶质,只有这样才能尽可能地把溶质全部转移到容量瓶中 。
第二章 化学物质及其变化
第一节 物质的分类
1、掌握两种常见的分类方法:交叉分类法和树状分类法 。
2、分散系及其分类:
(1)分散系组成:分散剂和分散质,按照分散质和分散剂所处的状态 , 分散系可以有9种组合方式 。
(2)当分散剂为液体时,根据分散质粒子大小可以将分散系分为溶液、胶体、浊液 。
3、胶体:
(1)常见胶体:Fe(OH)3胶体、Al(OH)3胶体、血液、豆浆、淀粉溶液、蛋白质溶液、有色玻璃、墨水等 。
(2)胶体的特性:能产生丁达尔效应 。区别胶体与其他分散系常用方法丁达尔效应 。
胶体与其他分散系的本质区别是分散质粒子大小 。
(3)Fe(OH)3胶体的制备方法:将饱和FeCl3溶液滴入沸水中 , 继续加热至体系呈红褐色,停止加热,得Fe(OH)3胶体 。
第二节 离子反应
一、电解质和非电解质
电解质:在水溶液里或熔融状态下能导电的化合物 。
1、化合物
非电解质:在水溶液中和熔融状态下都不能导电的化合物 。(如:酒精[乙醇]、蔗糖、SO2、SO3、NH3、CO2等是非电解质 。)
(1)电解质和非电解质都是化合物 , 单质和混合物既不是电解质也不是非电解质 。
(2)酸、碱、盐和水都是电解质(特殊:盐酸(混合物)电解质溶液) 。
(3)能导电的物质不一定是电解质 。能导电的物质:电解质溶液、熔融的碱和盐、金属单质和石墨 。
电解质需在水溶液里或熔融状态下才能导电 。固态电解质(如:NaCl晶体)不导电,液态酸(如:液态HCl)不导电 。
2、溶液能够导电的原因:有能够自由移动的离子 。
3、电离方程式:要注意配平,原子个数守恒,电荷数守恒 。如:Al2(SO4)3=2Al3++3SO42-
二、离子反应:
1、离子反应发生的条件:生成沉淀、生成气体、水 。
2、离子方程式的书写:(写、拆、删、查)
①写:写出正确的化学方程式 。(要注意配平 。)
②拆:把易溶的强电解质(易容的盐、强酸、强碱)写成离子形式 。
常见易溶的强电解质有:
三大强酸(H2SO4、HCl、HNO3),四大强碱[NaOH、KOH、Ba(OH)2、Ca(OH)2 (澄清石灰水拆,石灰乳不拆)],可溶性盐 , 这些物质拆成离子形式,其他物质一律保留化学式 。
③删:删除不参加反应的离子(价态不变和存在形式不变的离子) 。
④查:检查书写离子方程式等式两边是否原子个数守恒、电荷数守恒 。
3、离子方程式正误判断:(看几看)
①看是否符合反应事实(能不能发生反应,反应物、生成物对不对) 。
②看是否可拆 。
③看是否配平(原子个数守恒,电荷数守恒) 。
④看“=”“ ”“↑”“↓”是否应用恰当 。
4、离子共存问题
(1)由于发生复分解反应(生成沉淀或气体或水)的离子不能大量共存 。
生成沉淀:AgCl、BaSO4、BaSO3、BaCO3、CaCO3、Mg(OH)2、Cu(OH)2等 。
生成气体:CO32-、HCO3-等易挥发的弱酸的酸根与H+不能大量共存 。
生成H2O:①H+和OH-生成H2O 。②酸式酸根离子如:HCO3-既不能和H+共存,也不能和OH-共存 。如:HCO3-+H+=H2O+CO2↑ , HCO3-+OH-=H2O+CO32-
(2)审题时应注意题中给出的附加条件 。
①无色溶液中不存在有色离子:Cu2+、Fe3+、Fe2+、MnO4-(常见这四种有色离子) 。
②注意挖掘某些隐含离子:酸性溶液(或pH<7)中隐含有H+,碱性溶液(或pH>7)中隐含有OH- 。
③注意题目要求“大量共存”还是“不能大量共存” 。
第三节 氧化还原反应
一、氧化还原反应
1、氧化还原反应的本质:有电子转移(包括电子的得失或偏移) 。
2、氧化还原反应的特征:有元素化合价升降 。
3、判断氧化还原反应的依据:凡是有元素化合价升降或有电子的转移的化学反应都属于氧化还原反应 。
4、氧化还原反应相关概念:
还原剂(具有还原性):失(失电子)→升(化合价升高)→氧(被氧化或发生氧化反应)→生成氧化产物 。
氧化剂(具有氧化性):得(得电子)→降(化合价降低)→还(被还原或发生还原反应)→生成还原产物 。
【注】一定要熟记以上内容,以便能正确判断出一个氧化还原反应中的氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物;氧化剂、还原剂在反应物中找;氧化产物和还原产物在生成物中找 。
二、氧化性、还原性强弱的判断
(1)根据氧化还原反应方程式在同一氧化还原反应中,
氧化性:氧化剂>氧化产物
还原性:还原剂>还原产物
三、如果使元素化合价升高,即要使它被氧化,要加入氧化剂才能实现;如果使元素化合价降低,即要使它被还原,要加入还原剂才能实现;
第三章 金属及其化合物
第一节 金属的化学性质
一、钠 Na
1、单质钠的物理性质:钠质软、银白色、熔点低、密度比水的小但比煤油的大 。
2、单质钠的化学性质:
①钠与O2反应
常温下:4Na + O2=2Na2O (新切开的钠放在空气中容易变暗)
加热时:2Na + O2==Na2O2 (钠先熔化后燃烧,发出黄色火焰,生成淡黄色固体Na2O2 。)
Na2O2中氧元素为-1价,Na2O2既有氧化性又有还原性 。
2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
Na2O2是呼吸面具、潜水艇的供氧剂 , Na2O2具有强氧化性能漂白 。
②钠与H2O反应
2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
离子方程式:2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑(注意配平)
实验现象:“浮——钠密度比水?。挥巍汕馄幌臁从缌遥?br />熔——钠熔点低;红——生成的NaOH遇酚酞变红” 。
③钠与盐溶液反应
如钠与CuSO4溶液反应,应该先是钠与H2O反应生成NaOH与H2,再和CuSO4溶液反应 , 有关化学方程式:
2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+Na2SO4
总的方程式:2Na+2H2O+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑
实验现象:有蓝色沉淀生成 , 有气泡放出
K、Ca、Na三种单质与盐溶液反应时,先与水反应生成相应的碱 , 碱再和盐溶液反应
④钠与酸反应:
2Na+2HCl=2NaCl+H2↑(反应剧烈)
离子方程式:2Na+2H+=2Na++H2↑
3、钠的存在:以化合态存在 。
4、钠的保存:保存在煤油或石蜡中 。
5、钠在空气中的变化过程:Na→Na2O→NaOH→Na2CO3→Na2CO3·10H2O(结晶)→Na2CO3(风化),最终得到是一种白色粉末 。
一小块钠置露在空气中的现象:银白色的钠很快变暗(生成Na2O),跟着变成白色固体(NaOH) , 然后在固体表面出现小液滴(NaOH易潮解),最终变成白色粉未(最终产物是Na2CO3) 。
二、铝 Al
1、单质铝的物理性质:银白色金属、密度?。ㄊ羟峤鹗簦⒂捕刃 ⑷鄯械愕?。
2、单质铝的化学性质
①铝与O2反应:常温下铝能与O2反应生成致密氧化膜,保护内层金属 。加热条件下铝能与O2反应生成氧化铝:4Al+3O2==2Al2O3
②常温下Al既能与强酸反应,又能与强碱溶液反应,均有H2生成,也能与不活泼的金属盐溶液反应:
2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑
( 2Al+6H+=2Al3++3H2↑ )
2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
( 2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑ )
2Al+3Cu(NO3)2=2Al(NO3) 3+3Cu
( 2Al+3Cu2+=2Al3++3Cu)
注意:铝制餐具不能用来长时间存放酸性、碱性和咸的食品 。
③铝与某些金属氧化物的反应(如V、Cr、Mn、Fe的氧化物)叫做铝热反应
Fe2O3+2Al == 2Fe+Al2O3,Al 和 Fe2O3的混合物叫做铝热剂 。利用铝热反应焊接钢轨 。
三、铁
1、单质铁的物理性质:铁片是银白色的,铁粉呈黑色,纯铁不易生锈,但生铁(含碳杂质的铁)在潮湿的空气中易生锈 。(原因:形成了铁碳原电池 。铁锈的主要成分是Fe2O3) 。
2、单质铁的化学性质:
①铁与氧气反应:3Fe+2O2===Fe3O4(现象:剧烈燃烧,火星四射 , 生成黑色的固体)
②与非氧化性酸反应:Fe+2HCl=FeCl2+H2↑ (Fe+2H+=Fe2++H2↑)
常温下铝、铁遇浓硫酸或浓硝酸钝化 。加热能反应但无氢气放出 。
③与盐溶液反应: Fe+CuSO4=FeSO4+Cu(Fe+Cu2+=Fe2++Cu)
④与水蒸气反应:3Fe+4H2O(g)==Fe3O4+4H2
第二节 几种重要的金属化合物
一、氧化物
1、Al2O3的性质:氧化铝是一种白色难溶物,其熔点很高,可用来制造耐火材料如坩锅、耐火管、耐高温的实验仪器等 。
Al2O3是两性氧化物:既能与强酸反应,又能与强碱反应:
Al2O3+ 6HCl = 2AlCl3 + 3H2O (Al2O3+6H+=2Al3++3H2O)
Al2O3+ 2NaOH == 2NaAlO2 +H2O(Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O)
2、铁的氧化物的性质:FeO、Fe2O3都为碱性氧化物 , 能与强酸反应生成盐和水 。
FeO+2HCl =FeCl2 +H2O
Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O
二、氢氧化物
1、氢氧化铝 Al(OH)3
①Al(OH)3是两性氢氧化物,在常温下它既能与强酸 , 又能与强碱反应:
Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O(Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O)
Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O(Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O)
②Al(OH)3受热易分解成Al2O3:2Al(OH)3==Al2O3+3H2O(规律:不溶性碱受热均会分解)
③Al(OH)3的制备:实验室用可溶性铝盐和氨水反应来制备Al(OH)3
Al2(SO4)3+6NH3·H2O=2 Al(OH)3↓+3(NH4)2SO4
(Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+)
因为强碱(如NaOH)易与Al(OH)3反应,所以实验室不用强碱制备Al(OH)3,而用氨水 。
2、铁的氢氧化物:氢氧化亚铁Fe(OH)2(白色)和氢氧化铁Fe(OH)3(红褐色)
①都能与酸反应生成盐和水:
Fe(OH)2+2HCl=FeCl2+2H2O(Fe(OH)2+2H+=Fe2++2H2O)
Fe(OH)3+3HCl=FeCl3+3H2O(Fe(OH)3 + 3H+= Fe3++ 3H2O)
②Fe(OH)2可以被空气中的氧气氧化成Fe(OH)3
4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3(现象:白色沉淀→灰绿色→红褐色)
③Fe(OH)3受热易分解生成Fe2O3:2Fe(OH)3==Fe2O3+3H2O
3、氢氧化钠NaOH:俗称烧碱、火碱、苛性钠,易潮解,有强腐蚀性,具有碱的通性 。
三、盐
1、铁盐(铁为+3价)、亚铁盐(铁为+2价)的性质:
①铁盐(铁为+3价)具有氧化性,可以被还原剂(如铁、铜等)还原成亚铁盐:
2FeCl3+Fe=3FeCl2( 2Fe3++Fe=3Fe2+)(价态归中规律)
2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2( 2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+)(制印刷电路板的反应原理)
亚铁盐(铁为+2价)具有还原性,能被氧化剂(如氯气、氧气、硝酸等)氧化成铁盐:
2FeCl2+Cl2=2FeCl3 ( 2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-)
②Fe3+离子的检验:
a.溶液呈黄色;
b.加入KSCN(硫氰化钾)溶液变红色;
c.加入NaOH溶液反应生成红褐色沉淀[Fe(OH)3] 。
Fe2+离子的检验:
a.溶液呈浅绿色;
b.先在溶液中加入KSCN溶液 , 不变色 , 再加入氯水 , 溶液变红色;
c.加入NaOH溶液反应先生成白色沉淀,迅速变成灰绿色沉淀,最后变成红褐色沉淀 。
2、钠盐:Na2CO3与NaHCO3的性质比较
四、焰色反应
1、定义:金属或它们的化合物在灼烧时使火焰呈现特殊颜色的性质 。
2、操作步骤:铂丝(或铁丝)用盐酸浸洗后灼烧至无色,沾取试样(单质、化合物、气、液、固均可)在火焰上灼烧 , 观察颜色 。
3、 重要元素的焰色:钠元素黄色、 钾元素紫色(透过蓝色的钴玻璃观察,以排除钠的焰色的干扰)
焰色反应属物理变化 。与元素存在状态(单质、化合物)、物质的聚集状态(气、液、固)等无关,只有少数金属元素有焰色反应 。
第三节 用途广泛的金属材料
1、合金的概念:由两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质 。
2、合金的特性:合金与各成分金属相比,具有许多优良的物理、化学或机械的性能 。
①合金的硬度一般比它的各成分金属的大
②合金的熔点一般比它的各成分金属的低
第四章 非金属及其化合物
一、硅及其化合物 Si
硅元素在地壳中的含量排第二,在自然界中没有游离态的硅,只有以化合态存在的硅,常见的是二氧化硅、硅酸盐等 。
1、单质硅(Si):
(1)物理性质:有金属光泽的灰黑色固体,熔点高,硬度大 。
(2)化学性质:
①常温下化学性质不活泼 , 只能跟F2、HF和NaOH溶液反应 。
Si+2F2=SiF4
Si+4HF=SiF4↑+2H2↑
Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑
②在高温条件下,单质硅能与O2和Cl2等非金属单质反应 。
(3)用途:太阳能电池、计算机芯片以及半导体材料等 。
(4)硅的制备:工业上,用C在高温下还原SiO2可制得粗硅 。
SiO2+2C=Si(粗)+2CO↑
Si(粗)+2Cl2=SiCl4
SiCl4+2H2=Si(纯)+4HCl
2、二氧化硅(SiO2):
(1)SiO2的空间结构:立体网状结构,SiO2直接由原子构成,不存在单个SiO2分子 。
(2)物理性质:熔点高,硬度大 , 不溶于水 。
(3)化学性质:SiO2常温下化学性质很不活泼,不与水、酸反应(氢氟酸除外),能与强碱溶液、氢氟酸反应,高温条件下可以与碱性氧化物反应:
①与强碱反应:SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O(生成的硅酸钠具有粘性,所以不能用带磨口玻璃塞试剂瓶存放NaOH溶液和Na2SiO3溶液 , 避免Na2SiO3将瓶塞和试剂瓶粘住 , 打不开,应用橡皮塞) 。
②与氢氟酸反应[SiO2的特性]:SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O(利用此反应,氢氟酸能雕刻玻璃;氢氟酸不能用玻璃试剂瓶存放,应用塑料瓶) 。
③高温下与碱性氧化物反应:SiO2+CaOCaSiO3
(4)用途:光导纤维、玛瑙饰物、石英坩埚、水晶镜片、石英钟、仪器轴承、玻璃和建筑材料等 。
3、硅酸(H2SiO3):
(1)物理性质:不溶于水的白色胶状物 , 能形成硅胶,吸附水分能力强 。
(2)化学性质:H2SiO3是一种弱酸,酸性比碳酸还要弱,其酸酐为SiO2,但SiO2不溶于水,故不能直接由SiO2溶于水制得,而用可溶性硅酸盐与酸反应制?。海ㄇ克嶂迫跛嵩恚?br />Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3↓
Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3↓+Na2CO3(此方程式证明酸性:H2SiO3<H2CO3)
(3)用途:硅胶作干燥剂、催化剂的载体 。
4、硅酸盐
硅酸盐:硅酸盐是由硅、氧、金属元素组成的化合物的总称 。硅酸盐种类很多,大多数难溶于水,最常见的可溶性硅酸盐是Na2SiO3,Na2SiO3的水溶液俗称水玻璃,又称泡花碱,是一种无色粘稠的液体,可以作黏胶剂和木材防火剂 。硅酸钠水溶液久置在空气中容易变质:
Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3↓(有白色沉淀生成)
传统硅酸盐工业三大产品有:玻璃、陶瓷、水泥 。
硅酸盐由于组成比较复杂 , 常用氧化物的形式表示:活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅→水 。氧化物前系数配置原则:除氧元素外,其他元素按配置前后原子个数守恒原则配置系数 。
硅酸钠:Na2SiO3 Na2O·SiO2
硅酸钙:CaSiO3 CaO·SiO2
高岭石:Al2(Si2O5)(OH)4 Al2O3·2SiO2·2H2O
正长石:KAlSiO3不能写成 K2O· Al2O3·3SiO2,应写成K2O·Al2O3·6SiO2
二、氯及其化合物
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